Examkin

Question

Difficulty: HardReseptör Tipleri ve Sinyal İletim Yolakları

Kalp hızının otonomik regülasyonunda parasempatik sistemin yavaşlatıcı etkisi, sinoatriyal düğümdeki muskarinik M2M_2 reseptörleri üzerinden gerçekleşir. Bu reseptörlerin aktivasyonu sonucunda, hücre içi adenilat siklaz aktivitesi azalarak cAMPcAMP seviyelerinde düşüş meydana gelir ve pacemaker akımı (IfI_f) baskılanır. Ancak deneysel bir modelde, adenilat siklaz enziminin inhibisyonu farmakolojik olarak tamamen bloke edilmesine rağmen, asetilkolin uygulandığında sinoatriyal düğüm hücrelerinde belirgin bir hiperpolarizasyon oluştuğu ve kalp hızının yavaşladığı gözlemlenmektedir.

Bu durumda, cAMPcAMP yolağından bağımsız olarak gerçekleşen bu hiperpolarizasyonun moleküler mekanizması aşağıdakilerden hangisi ile en iyi açıklanır?

  1. G proteinine ait βγ\beta\gamma alt birim kompleksinin doğrudan inwardly rectifying potasyum (GIRKGIRK) kanallarını aktive etmesiAnswer
  2. B
    G proteinine ait αq\alpha_q alt biriminin fosfolipaz C enzimini aktive ederek hücre içi kalsiyum salıverilmesini artırması
  3. C
    M2M_2 reseptörünün konformasyonel bir değişiklikle doğrudan ligand kapılı bir klor kanalına dönüşerek klor girişini artırması
  4. D
    G proteininin αs\alpha_s alt biriminin L-tipi voltaj kapılı kalsiyum kanallarını doğrudan aktive ederek istirahat potansiyelini düşürmesi
  5. E
    G proteinine ait αi\alpha_i alt biriminin doğrudan voltaj kapılı sodyum kanallarını inaktive ederek depolarizasyonu geciktirmesi

Answer

Doğru seçenek, G proteinine ait βγ\beta\gamma alt birim kompleksinin doğrudan potasyum kanallarını açtığını belirten ifadedir.
Muskarinik M2M_2 reseptörleri kalpte GiG_i proteinine kenetli olarak çalışır. Reseptör aktifleştirildiğinde G proteini ayrışır; αi\alpha_i alt birimi adenilat siklaz enzimini inhibe ederek hücre içi cAMP'yi azaltır. Eş zamanlı olarak serbest kalan βγ\beta\gamma alt birim dimeri hücre membranında ilerleyerek inwardly rectifying potasyum (GIRKGIRK) kanallarının doğrudan açılmasını sağlar. Potasyum iyonlarının konsantrasyon gradyanı yönünde hücre dışına çıkması membranı hiperpolarize eder ve sinoatriyal düğümün atım frekansını düşürür. Soruda adenilat siklaz inhibisyonunun engellendiği belirtildiği için, bradikardiden sorumlu asıl bağımsız yolak olan βγ\beta\gamma yolağı doğru yanıtı gösterir.

Step-by-Step Solution

1
Soruda verilen reseptörün türünü ve kenetli olduğu G proteinini belirlemek.
Sinoatriyal düğümdeki muskarinik M2M_2 reseptörleri GiG_i veya GoG_o proteinlerine kenetlidir.
Otonomik etkilerin hücresel seviyede hangi yolakları kullandığını bilmek mekanizmayı çözmek için esastır.
2
GiG_i proteininin alt birimlerinin işlevlerini ayrıştırmak.
Aktive olan GiG_i proteini, αi\alpha_i ve βγ\beta\gamma alt birimlerine ayrılır.
Her iki alt birim kompleksi de hücre içinde farklı ve bağımsız sinyal yolaklarını tetikler.
3
Adenilat siklaz inhibisyonundan bağımsız olarak gelişen hiperpolarizasyonun kaynağını tanımlamak.
αi\alpha_i adenilat siklazı inhibe ederken; serbest kalan βγ\beta\gamma kompleksi membrandaki GIRKGIRK (G protein-coupled Inwardly Rectifying Potassium) kanallarına bağlanarak onları açar.
Soruda adenilat siklaz yolağının bloke edildiği özellikle belirtilmiştir, bu nedenle αi\alpha_i dışındaki diğer aktif yolağa (βγ\beta\gamma yolağına) odaklanmak gerekir.
4
Potasyum kanalının açılmasının hücresel sonucunu doğrulamak.
Hücre içinden dışına K+K^+ iyonu çıkışı artar, membran içi daha negatif hale gelir ve hücre hiperpolarize olur.
Hiperpolarizasyon, eşik değere ulaşmayı zorlaştırarak kalp atım hızını (bradikardi) yavaşlatır.

Key Concept

Gi/GoG_i/G_o kenetli reseptörlerde, αi\alpha_i alt birimi cAMP düzeyini düşürürken, serbest kalan βγ\beta\gamma alt birim kompleksinin doğrudan potasyum kanallarını açarak hiperpolarizasyon yapması.

Hints

1
Kalpte yer alan M2M_2 reseptörleri GiG_i proteinine kenetlidir. G proteinlerinin aktivasyonla hangi iki temel alt birim parçasına ayrıldığını hatırlayın.
2
Soru kökünde adenilat siklaz (αi\alpha_i yolağı) devre dışı bırakıldığına göre, hiperpolarizasyondan G proteininin diğer aktif yarısı sorumlu olmalıdır.
3
Ayrışan βγ\beta\gamma alt birim kompleksi, kalpte doğrudan potasyum iyonlarının dışarı çıkmasına izin veren bir kanalı açarak membran potansiyelini daha negatif hale (hiperpolarizasyon) getirir.

Practice More

βγ\beta\gamma alt birimlerinin sinir terminallerindeki presinaptik kalsiyum kanalları üzerindeki inhibe edici etkisini de mutlaka gözden geçirin.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question

Topics

Reseptör Tipleri ve Sinyal İletim Yolakları

More questions from this topic